DE102011101965B4

DE102011101965B4 - Gurtaufroller mit Steuerverzahnung

Info

Publication number: DE102011101965B4
Application number: DE102011101965.4A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Rink; Thomas Kielwein; Markus Daeuber; Christian Muecke
Original assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2022-07-14
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: KR101988003B1; DE102011101965A1; US9283929B2; CN103619660B; US20140091167A1; EP2709878B1; EP2709878A1; CN103619660A; KR20140029481A; BR112013029662A2; WO2012156074A1

Abstract

Gurtaufroller (10) für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt, mit einem Rahmen (12), der mit mehreren Blockierzähnen (22) versehen ist, einer Gurtspule (14), die drehbar im Rahmen (12) gelagert ist und eine Blockierverzahnung (24) aufweist, die in Eingriff mit den Blockierzähnen (22) gebracht werden kann, einem Steuerhebel (28), der schwenkbar am Rahmen (12) gelagert ist und die Gurtspule (14) aufnimmt, und einem Sensor (34), der bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gurtspule (14) eine Steuerverzahnung (26) vorgesehen ist, mit der der Sensor (34) zusammenwirken kann,dass ein Zwischenhebel (32) vorgesehen ist, der vom Sensor (34) in die Steuerverzahnung (26) eingesteuert werden kann, unddass der Zwischenhebel (32) am Steuerhebel (28) gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt, mit einem Rahmen, der mit mehreren Blockierzähnen versehen ist, einer Gurtspule, die drehbar im Rahmen gelagert ist und eine Blockierverzahnung aufweist, die in Eingriff mit den Blockierzähnen gebracht werden kann, einem Steuerhebel, der schwenkbar am Rahmen gelagert ist und die Gurtspule aufnimmt, und einem Sensor, der bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung auslöst.
Bei diesem Typ von Gurtaufroller wird, wenn die Gurtspule blockiert werden soll, sie so relativ zum Rahmen verlagert, dass die an ihr angebrachte Verzahnung in Eingriff mit den Blockierzähnen gelangt, die am Rahmen vorgesehen sind. Zu diesem Zweck ist ein Steuermechanismus vorgesehen, der dafür sorgt, dass die Verzahnung der Gurtspule lagerichtig in die Blockierzähne des Rahmens eingesteuert wird, sodass ein Eingriff der Verzahnung in die Blockierzähne hergestellt ist, bevor auf die Gurtspule hohe Lasten einwirken.
Gurtaufroller mit Sperrvorrichtungen, die auf einer Blockierverzahnung an Gurtspule und Rahmen beruhen sind beispielsweise aus der DE 34 21 960 A1 , der DE 43 14 883 A1 , der US 10 246 049 B2 und der DE 34 21 837 A1 bekannt.
Für die gurtbandsensitive Blockierung enthält der Steuermechanismus einen Steuerhebel, der üblicherweise mit einer Innenverzahnung versehen ist, in die eine Steuerklinke eingreifen kann, die an einer Stirnseite der Gurtspule angeordnet ist. Die Steuerklinke wird bei einer gurtbandsensitiven Auslösung durch die Ausnutzung von Massenträgheitskräften so aus einer Ausgangsstellung nach außen verschwenkt, dass sie in die Innenverzahnung eingreift. Dadurch ist die Gurtspule nicht mehr frei drehbar, sondern mit dem Steuerhebel gekoppelt.
Für die fahrzeugsensitive Blockierung enthält der Steuermechanismus eine Kupplungsscheibe, die drehfest mit der Gurtspule verbunden ist. In die Kupplungsscheibe greift ein Sensorhebel ein, wenn der Sensor bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung auslöst. Dadurch kann sich die Gurtspule nicht mehr frei drehen.
Wenn dann, also bei nicht mehr frei drehbarer Gurtspule, eine Zugkraft auf das Gurtband ausgeübt wird, führt dies dazu, dass der Steuerhebel zusammen mit der Gurtspule um den Schwenkpunkt schwenkt, an dem der Steuerhebel am Rahmen angebracht ist, und die Gurtspule in die Blockierzähne am Rahmen einsteuert. Die Anordnung der Zähne der Innenverzahnung am Steuerhebel und der Zähne der Kupplungsscheibe relativ zu den Blockierzähnen gewährleistet dabei, dass die Gurtspule grundsätzlich mit ihrer Verzahnung lagerichtig in die Blockierzähne geführt wird, sodass das Auftreffen der Zahnspitzen der Verzahnung der Gurtspule auf die Zahnspitzen der Blockierzähne vermieden ist.
Ein Nachteil des beschriebenen Sperrmechanismus besteht darin, dass bei einer dynamischen fahrzeugsensitiven Aktivierung des Blockiermechanismus sich die Kupplungsscheibe relativ zur Verzahnung der Gurtspule verdrehen oder verformen kann, was dazu führt, dass die Zuordnung der Blockierzähne zur Verzahnung der Gurtspule nicht mehr präzise aufrechterhalten wird. Dies kann dazu führen, dass die Verzahnung der Gurtspule nicht lagegenau in die Blockierzähne eingesteuert wird und der endgültige Eingriff bereits unter Last erfolgt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gurtaufroller der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass auch bei dynamischen Blockiervorgängen die Zuordnung der Verzahnung der Gurtspule zu den Blockierzähnen am Rahmen zuverlässig aufrechterhalten bleibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Gurtaufroller der eingangs genannten Art vorgesehen, dass an der Gurtspule eine Steuerverzahnung vorgesehen ist, mit der der Sensor zusammenwirken kann Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, bei der fahrzeugsensitiven Blockierung nicht den „Umweg“ über die Kupplungsscheibe zu gehen, sondern die Gurtspule unmittelbar zu sperren. Zu diesem Zweck ist die Steuerverzahnung an der Gurtspule vorgesehen, wodurch die Kupplungsscheibe entfallen kann.
Erfindungsgemäß ist ein Zwischenhebel vorgesehen, der vom Sensor in die Steuerverzahnung eingesteuert werden kann. Der Zwischenhebel ist dabei erfindungsgemäß am Steuerhebel gelagert. Dies ermöglicht, ihn auch während der Schwenkbewegung der Gurtspule und des Steuerhebels zuverlässig in Eingriff mit der Steuerverzahnung der Gurtspule zu halten und die Gurtspule drehfest zu halten, da er mit dem Steuerhebel verschwenkt wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Blockierverzahnung und die Steuerverzahnung in axialer Richtung nebeneinander an einem Flansch der Gurtspule angeordnet sind. Dies führt zu einer kompakten Bauform.
Vorzugsweise haben die Blockierverzahnung und die Steuerverzahnung dieselbe Teilung und dieselbe Ausrichtung, wobei die Zähne der Steuerverzahnung spitzer bzw. schmaler ausgeführt sind als die Zähne der Blockierverzahnung. Auf diese Weise steht zwischen den einzelnen Zähnen der Steuerverzahnung viel Platz zum Einsteuern des Zwischenhebels zur Verfügung, ohne dass das Risiko eines Zahnprellens besteht.
Vorzugsweise ist an der Gurtspule eine Steuerklinke vorgesehen, die gurtbandsensitiv in eine Innenverzahnung eingesteuert werden kann, die am Steuerhebel vorgesehen ist. Auf diese Weise lässt sich auf die bewährte, herkömmliche Art und Weise die gurtbandsensitive Blockierung der Gurtspule herbeiführen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rahmen mit zwei Seitenteilen versehen ist, die jeweils mit Blockierzähnen versehen sind, und dass die Gurtspule an beiden axialen Enden mit jeweils einer Blockierverzahnung versehen ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht, die bei einer Blockierung der Gurtspule wirkenden Lasten gleichmäßig über die beiden Blockierverzahnungen an den axialen Enden der Gurtspule in den Rahmen abzuleiten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:

- 1 in einer schematischen, perspektivischen Ansicht einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller im Ausgangszustand;
- 2 den Gurtaufroller von 1 in einer schematischen Seitenansicht;
- 3 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 1 den Gurtaufroller mit fahrzeugsensitiv blockierter Gurtspule; und
- 4 den Gurtaufroller von 3 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 2
- 5 die Verzahnungsseite der Gurtspule.

In den 1 und 2 ist ein Gurtaufroller 10 gezeigt, der einen Rahmen 12 und eine Gurtspule 14 enthält. Der Rahmen 12 weist ein Rückenteil 15 und zwei Seitenteile 16 auf, wobei jedes der beiden Seitenteile 16 mit einer Öffnung 18 versehen ist, innerhalb derer ein Flansch 20 aufgenommen ist, der jeweils an einem axialen Ende der Gurtspule vorgesehen ist. Der Rand jeder Öffnung 18 ist mit mehreren Blockierzähnen 22 versehen, deren Geometrie und Teilung abgestimmt ist auf eine Blockierverzahnung 24, die an jedem Flansch der Gurtspule 14 ausgebildet ist.
An einem der beiden Flansche 20 der Gurtspule 14 ist, in axialer Richtung betrachtet, unmittelbar neben der Blockierverzahnung 24 eine Steuerverzahnung 26 ausgebildet, die hinsichtlich ihrer Teilung und ihrer Anordnung in Umfangsrichtung betrachtet mit der Blockierverzahnung 24 übereinstimmt. Der Unterschied zwischen der Blockierverzahnung 24 und der Steuerverzahnung 26 besteht insbesondere in der Geometrie der Zahnrücken, wie dies in 5 ersichtlich ist. Der Zahnradius der Sperrverzahnung und der Blockierverzahnung ist gleich. Ebenfalls gleich ist die Form der Zahnbrust, d.h. der lasttragenden Seite 40 der Zähne. Die Zahnrücken 42 der Blockierverzahnung 24 sind im Wesentlichen geradflächig und die Zahnstärke der Blockierverzahnung ist größer als die der Steuerverzahnung. Die Zahnrücken 44 der Steuerverzahnung 26 sind konkav ausgebildet, so dass insgesamt die Zahnstärke der Steuerverzahnung bei gleichem Zahnabstand gegenüber der Blockierverzahnung reduziert ist.
An einem der beiden Seitenteile 16 des Rahmens 12 des Gurtaufrollers 10 ist ein Steuerhebel 28 angeordnet, der nach Art einer Kappe die Steuerverzahnung 26 umgibt und mit einem Schwenkzapfen 30 schwenkbar am entsprechenden Seitenteil 16 des Rahmens 12 begrenzt schwenkbar angebracht ist. Der Steuerhebel 28 ist auf seiner Innenseite mit einer Innenverzahnung versehen, die für eine an sich bekannte gurtbandsensitive Blockierung der Gurtspule vorgesehen ist. Die Innenverzahnung und eine an der Gurtspule angeordnete Steuerklinke, die in die Innenverzahnung gurtbandsensitiv eingesteuert werden kann, sind hier nicht dargestellt.
Für die fahrzeugsensitive Sperrung ist am Steuerhebel 28 ein Zwischenhebel 32 schwenkbar gelagert (siehe das Lager 33). Dieser kann aus der in den 1 und 2 gezeigten Ausgangsstellung, in der er nicht in die Steuerverzahnung 26 eingreift, so verschwenkt werden, dass seine Spitze in die Steuerverzahnung 26 eingreift. Zum Verschwenken des Zwischenhebels 32 ist ein Sensor 34 vorgesehen, der von seiner grundsätzlichen Bauart her bekannt ist und fahrzeugsensitiv anspricht. Der Sensor 34 ist dabei so angeordnet, dass ein von einer Sensorkugel 36 betätigbarer Sensorhebel 38 den Zwischenhebel 32 aus der Ausgangsstellung in die Steuerverzahnung 26 einsteuern kann.
Solange sich der Zwischenhebel 32 in der in den 1 und 2 gezeigten Stellung befindet, kann sich die Gurtspule frei innerhalb der Öffnungen 18 der Seitenteile 16 des Rahmens 12 drehen (unter der Annahme, dass auch keine gurtbandsensitive Blockierung ausgelöst wurde). Dabei wird die Gurtspule von zwei Gehäuseschalen geführt, von denen in 1 eine hintere Gehäuseschale 40 zu sehen ist. Wenn der fahrzeugsensitive Sensor 34 auslöst, wird der Zwischenhebel 32 vom Sensorhebel 38 so verstellt, dass die Spitze des Zwischenhebels 32 in die Steuerverzahnung 26 eingreift (siehe insbesondere 3). Wenn in diesem Zustand ein Zug auf das Gurtband ausgeübt wird, wird die Gurtspule in der Richtung des Pfeils P von 4 gedreht. Da der Zwischenhebel 32 sich unmittelbar am Steuerhebel 28 abstützt, führt der Zug am Gurtband dazu, dass die Gurtspule 14 zusammen mit dem Steuerhebel 28 in der Richtung des Pfeils P um den Schwenkzapfen 30 geschwenkt wird (siehe auch 4, in der deutlich zu sehen ist, wie der Zwischenhebel 32, der in die Steuerverzahnung 26 eingreift, vom Sensorhebel 38 abgehoben wurde). Dadurch gelangt die Blockierverzahnung 24 in Eingriff mit den Blockierzähnen 22 des Rahmens, so dass die Gurtspule 14 zuverlässig relativ zum Rahmen 12 blockiert ist.
Die Anordnung des Zwischenhebels 32 am Steuerhebel 28 gewährleistet dabei, dass die Zähne der Blockierverzahnung 24 lagerichtig in die Blockierzähne 22 am Rahmen 12 eingesteuert werden. Durch die reduzierte Zahnstärke der Steuerverzahnung 26 vergrößert sich die für die Einsteuerung des Zwischenhebels 32 verfügbare Bogenlänge bei gleichem Zahnabstand. Somit wird eine schnellere bzw. bessere Einsteuerung erreicht.

Claims

Gurtaufroller (10) für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt, mit einem Rahmen (12), der mit mehreren Blockierzähnen (22) versehen ist, einer Gurtspule (14), die drehbar im Rahmen (12) gelagert ist und eine Blockierverzahnung (24) aufweist, die in Eingriff mit den Blockierzähnen (22) gebracht werden kann, einem Steuerhebel (28), der schwenkbar am Rahmen (12) gelagert ist und die Gurtspule (14) aufnimmt, und einem Sensor (34), der bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gurtspule (14) eine Steuerverzahnung (26) vorgesehen ist, mit der der Sensor (34) zusammenwirken kann, dass ein Zwischenhebel (32) vorgesehen ist, der vom Sensor (34) in die Steuerverzahnung (26) eingesteuert werden kann, und dass der Zwischenhebel (32) am Steuerhebel (28) gelagert ist.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierverzahnung (24) und die Steuerverzahnung (26) in axialer Richtung nebeneinander an einem Flansch (20) der Gurtspule (14) angeordnet sind.
Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierverzahnung (24) und die Steuerverzahnung (26) dieselbe Teilung haben und in derselben Ausrichtung angeordnet sind, wobei die Zähne der Steuerverzahnung (26) spitzer ausgeführt sind als die Zähne der Blockierverzahnung (24).
Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierverzahnung (24) und die Steuerverzahnung (26) dieselbe Teilung haben und in derselben Ausrichtung angeordnet sind, wobei die Zähne der Steuerverzahnung (26) schmaler ausgeführt sind als die Zähne der Blockierverzahnung (24).
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichtnet, dass die lasttragende Seiten (40) der Blockierverzahnung (24) und der Steuerverzahnung (26) gleich ausgebildet sind und miteinander fluchten und dass die gegenüberliegenden Zahnrücken (42, 44) der Bockierverzahnung und der Steuerverzahnung unterschiedlich zueinander ausgebildet sind.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gurtspule (14) eine Steuerklinke vorgesehen ist, die gurtbandsensitiv in eine Innenverzahnung eingesteuert werden kann, die am Steuerhebel (28) vorgesehen ist.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstärke der Steuerverzahnung (26) geringer ist als die Zahnstärke der Blockierverzahnung (24).
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (12) mit zwei Seitenteilen (16) versehen ist, die jeweils mit Blockierzähnen (22) versehen sind, und dass die Gurtspule (14) an beiden axialen Seiten mit jeweils einer Blockierverzahnung (24) versehen ist.